1、桩基简述
桩基是由桩和连接桩顶的桩承台(简称承台)组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础,简称桩基。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中,桩基础应用广泛。
在实际工程中,如何因地制宜的选择合理的桩基础类型?怎样合理的进行钢筋混凝土桩基的配筋?
2、桩基分类
桩基按照基础的承载性状大致可分为摩擦桩和承载桩。
1. 摩擦桩摩擦桩指的是指桩底位于较软的土层内,其轴向荷载由桩侧摩擦阻力和桩底土反力来支承,而桩侧摩擦阻力起主要支承作用的桩。主要用于岩层埋置很深的地基,是在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩。
2. 端承桩端承桩是上部结构荷载主要由桩端阻力承受的桩。它穿过软弱土层,打入深层坚实土壤或基岩的持力层中。
端承桩和摩擦桩的区分,不能单纯从是否嵌岩来区分,还要考虑上覆土层的性质和厚度、桩长径比、嵌入基岩性质、嵌岩深径比和桩底沉渣厚度等因素。
在实际工程设计中,摩擦桩的桩长一般比端承桩要长,造价较端承桩高,因此,在桩基设计时,优先选用端承桩,只有当桩端的地质条件不能满足要求时,才采选用摩擦桩。但是,当要求地质条件埋深较深,桩基按端承桩设计的桩长和按摩擦桩设计的桩长长度接近时,选用摩擦桩设计较安全。
3、桩基配筋
1. 配筋率:
正截面最小配筋率宜根据桩径确定,如Φ300mm桩,配6Φ10mm,Ag=471mm2,μg=Ag/Aps=0.67%;又如Φ2000mm桩,配16Φ22mm,Ag=6280mm2,μg=Ag/Aps=0.2%。另外,从承受水平力的角度考虑,桩身受弯截面模量为桩径的3次方,配筋对水平抗力的贡献随桩径增大显著增大。
从以上两方面考虑,当桩身直径为300~2000mm时,正截面配筋率可取0.65%~0.2% (小直径桩取高值);对受荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率,并不应小于上述规定值。
2. 配筋长度:主要考虑轴向荷载的传递特征及荷载性质。
1)端承型桩和位于坡地岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋;
2)桩径大于600mm的摩擦型桩配筋长度不应小于2/3桩长;当受水平荷载时,配筋长度尚不宜小于4.0/α(α为桩的水平变形系数);
3)对于受地震作用的基桩,桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层;
4)受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的桩,其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层,进入的深度不应小于2~3倍桩身直径;
5) 专用抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩,应等截面或变截面 通长配筋。
3. 关于受水平荷载的桩
对于受水平荷载的桩,主筋不应小于8φ12;对于抗压桩和抗拔桩,主筋不应少于6φ10;纵向主筋应沿桩身周边均匀布置,其净距不应小于60mm。
4. 关于箍筋的配置
主要考虑三方面因素。一是箍筋的受剪作用,对于地震设防地区,基桩桩顶要承受较大剪力和弯矩,在风载等水平力作用下也同样如此,故规定桩顶5d范围箍筋应适当加密,一般间距为100mm;二是箍筋在轴压荷载下对混凝土起到约束加强作用,可大幅提高桩身受压承载力,而桩顶部分荷载到约束加强作用,可大幅提高桩身受压承载力,而桩顶部分荷载最大,故桩顶部位箍筋应适当加密;三是为控制钢筋笼的刚度,根据桩身直径不同,箍筋直径一般为Φ6~Φ12,加劲箍为Φ12~Φ18。
4、三维配筋
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